E 级电动方程式赛车的研制

第 1 部分(共 3 部分)

瑞萨电子以技术合作的方式赞助了马恒达车队的 M5Electro 电动赛车,以推动高性能 EV 电子设备的未来。

瑞萨电子以技术合作的方式赞助了马恒达车队的 M5Electro 电动赛车,以推动高性能 EV 电子设备的未来。

EV 竞赛在赛场内外的好处

竞技赛车的目的不仅仅是让观众享受比赛和展示车辆技术;同时也充当原型技术和尖端技术的测试平台。对于 E 级方程式来说也是如此,在全球上首届全电动街道系列赛中,所有人都在为他们的技术尝试作出努力[1] 这种极端操作条件的好处是使设计师和工程师能够改进现有技术,从而使消费级和工业 EV 获得进步。这些进步的一个关键领域是嵌入式电子系统,此类系统被用于监测、控制和优化电动汽车的所有功能,包括加速、再生制动、电池管理和其他辅助功能。 

考虑到这一点,瑞萨电子和马恒达车队在 ABB 国际汽联 E 级方程式锦标赛 2018/2019 赛季建立了合作伙伴关系。[2,3]。马恒达车队/瑞萨电子的合作使得应用于电动汽车嵌入式电子系统的设计和开发的知识和经验不断增长。

马恒达车队 M5Electro E 级方程式电动赛车技术规格

  • 总工作重量:900kg
  • 总长度: 5100mm
  • 宽度: 1800mm
  • 高度:1050mm
  • 底盘高度:50mm
  • 电机:横向安装的三相交流电机
  • 逆变器:碳化硅(SiC)开关逆变器(安装在车尾的碳纤维外壳内)
  • 变速箱:带 1 个定速档的减速箱、无换档杆、无锥齿轮
  • 电池:54 kWh 单体电池组,由 McLaren Applied Technology 制造
  • 电池电压: 900 V
  • 最高时速:280 公里/时/174 英里/时
  • 竞速模式功率:200 kW/270 马力
  • 最大功率:250 kW/ 335 马力

马恒达车队的两辆 M5Electro 电动赛车在比赛中被命名为”Falcon”和“Electro McElectroface”
注:摘自 ABB Formula E

此系列共有三篇文章,本文是第一篇,介绍了电动汽车、E 级电动方程式赛车以及为这些令人难以置信的新汽车提供动力的必要部件和系统。本文从马恒达车队/瑞萨电子合作产生的特定设计考量和创新的背景出发,简要地介绍了 EV 性能的局限性。

提升 EV 的性能极限

尽管电动汽车的基础只是底盘、车轮/轮胎、电动马达、储能装置和动力控制装置,但在实际的消费级汽车和 E 级电动方程式赛车中,这些概念被提升到了一个更高的层次。与内燃机(ICE)车辆相比,电动汽车的运行效率具有先天优势,因此业界正越来越多地采用和投资 EV 技术,为轿车、SUV、卡车、公共汽车和赛车提供动力方面。

要实现这一潜力,EV 制造商必须找到最佳的部件、技术和设计组合。要更好地了解特定电动汽车技术的局限性以及优化其性能的方法,一种办法就是使用高性能环境作为试验台。这正是 E 级方程式的创立宗旨:全球领先制造商带来不同的 EV 传动系统设计,在赛道上竞争,以不断积累技术经验和方法,从而最大限度地利用这一新型车辆平台。

E 级方程式赛车与消费级电动汽车仅有几处不同,因此在赛道上开发的技术很有可能会被纳入未来的大众电动汽车市场中。[4]: 除了道路法规和现代街道车辆的基本机械构造外,E 级方程式赛车不同于消费级电动汽车之处在于 E 级方程式赛车有一些标准化的性能参数和部件 [5]。这些参数包括最大储能容量和功率输出,只是电动传动系统和电子控制设备由单独的 E 级方程式团队设计。规定这些参数有助于确保公平竞争,提高车手的竞争性。

EV 的主要电气性能参数

  • 输出功率
  • 储能容量
  • 效率
  • 充电时间
  • 范围
  • 最高速度
  • 加速度

即将发表的文章

本文着重于 EV 的基本设计考量和局限性,第二篇文章则更多探讨了电动汽车部件和系统的重要细节,以及商用电动汽车与 E 级电动方程式赛车的区别。最后一篇文章将深入探讨嵌入式电子系统,以及它们如何在推动电动汽车革命方面发挥重要作用。

 

第 2 部分:嵌入式电子系统如何使 E 级电动方程式赛车成为可能

第 3 部分:嵌入式电子系统为 E 级电动方程式赛车助力